Реферат_информатика. Реферат по дисциплине Информатика и основы информационнокоммуникационных технологий
 Скачать 2.21 Mb.
|
РЕФЕРАТ по дисциплине «Информатика и основы информационно-коммуникационных технологий» Информационные сетевые технологии (тема реферата)
Москва 2020 Содержание Введение 2 1 Виды сетевых информационных технологий, их преимущества и недостатки 4 2 Тенденции развития сетевых информационных технологий в России 13 Заключение 17 Список литературы 18 ВведениеСегодня информационные технологии играют большую роль в развитии современной экономики. Сейчас достаточно часто можно услышать такие понятия, как виртуальная или информационная экономика. Это обусловлено тем, что информационные технологии и экономика - две достаточно тесно связанные области, которые в совокупности дают положительный экономический эффект, а также положительный производственный результат. Без применения новейших ИТ, современная экономика не сможет динамично и быстро развиваться, а государство будет находиться в списке отстающих. Сейчас современные информационные технологии в экономике применяют с целью эффективной и оперативной компьютерной обработки информационных ресурсов, их передачи на любые расстояния в самые минимальные сроки. Цель исследования – изучить сетевые информационные технологии. Основными задачами работы, исходя из поставленной цели, являются: - рассмотреть виды сетевых информационных технологий, их преимущества и недостатки; - исследовать тенденции развития сетевых информационных технологий в России. Объект исследования – система информационных технологий в экономике. Предмет – сетевые информационные технологии. Методологической основой исследования в работе послужил диалектический метод научного познания, системный подход, анализ литературных источников, метод обобщения и описания. При написании работы была использована учебная литература российских авторов, таких как А.К. Волков, Н. С. Завиваев, В.О. Тихвинский и др. 1 Виды сетевых информационных технологий, их преимущества и недостатки Современное общество уже не сможет представить свою жизнь без компьютеров и информационных технологий. Информационные технологии позволяют искать, хранить обрабатывать хранить и передавать информацию посредством средств вычислительной техники. Для передачи данных между компьютерами используются компьютерные сети передачи данных. Локальная компьютерная сеть (вычислительная сеть) - это система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами (компьютеры, серверы, маршрутизаторы и другое оборудование), расположенными в ограниченном пространстве или группе зданий (дом, офис, институт).  Рис.1. Локальная компьютерная сеть (вычислительная сеть) Объединение компьютеров в локальную сеть позволяет быстро и слаженно обмениваться информацией между различными устройствами. Самыми популярными технологиями построения локальных сетей на сегодняшний день являются Wi-Fi и Ethernet. Для построения ЛВС используют такие устройства, как беспроводные точки доступа, маршрутизаторы, сетевые адаптеры, коммутаторы, модемы, кабельные системы и т.д. [2, c. 67]. Рассмотрим различие проводных (Ethernet) и беспроводных сетей (Wi-Fi), их преимущества и недостатки. Технология Ethernet была создана фирмой XEROX в 1973 году. Ethernet описывается стандартами IEEE группы 802.3.  Рис.2. Сетевая технология IEEE802.3/Ethernet В настоящее время для построения ЛВС широко распространена сетевая технология IEEE802.3/Ethernet, скорость передачи которой составляет 10 Мбит/с, а средой передачи является коаксиальный кабель. Существуют также высокоскоростные версии сети Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet и IEEE802.3z/Gigabit Ethernet, которые могут обеспечить скорость передачи данных до 100 Мбит/с и до 1000 Мбит/с соответственно. В этих сетях в качестве среды передачи используется преимущественно оптоволокно, либо экранированная витая пара. Основной принцип, положенный в основу сетевой технологии Ethernet - метод случайного доступа к разделяемой среде передачи данных (метод множественного доступа с прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CD). Суть случайного метода доступа заключается в следующем. Компьютер в сети Ethernet может передавать данные по сети, только если эта сеть свободна, то есть, если никакой другой компьютер в данный момент времени не занимается обменом. Поэтому перед началом передачи данных адаптер «прослушивает» сеть. Если в данный момент времени сеть используется каким-либо другим компьютером, то адаптер задерживает передачу данных и продолжает «прослушивание». После того как компьютер убедился, что сеть свободна, он начинает передачу данных, при этом как бы «захватывает» среду. В том случае, если два или более адаптера, «прослушав» сеть и обнаружив «тишину» начинают одновременно передавать данные, возникает коллизия (collision). Под коллизией следует понимать наложение двух и более кадров от станций, пытающихся передать кадр (фрагмент данных) в один и тот же момент времени в среде передачи данных. Адаптеры, обнаружив коллизию, прекращают передачу данных, а затем через небольшой случайный промежуток времени повторно «прослушивают» сеть, и повторяют передачу данных [6, c. 28]. Согласно стандарту IEEE 802.3, локальная вычислительная сеть Ethernet имеет ограничения: 1) Максимальная протяженность сети должна составлять 3-4 км; 2) Максимальное число станций в сети не должно превышать 1024; 3) Максимальная длина сегмента сети, т.е. расстояние между крайними станциями, зависит от типа передающей среды: - 100 м. для витой пары; - 185 м. для тонкого коаксиального кабеля; - 500 м. для толстого коаксиального кабеля; - 2000 м. для оптоволоконного кабеля [4, c. 431].  Рис.3.Преимущества и недостатки сетевой технологии Ethernet Преимущества сетевой технологии Ethernet: 1) Простота установки и эксплуатации, так как для создания сети необходимо просто соединить компьютеры используя кабель; 2) Сравнительно недорогая стоимость реализации, которая обусловлена простотой и невысокой стоимостью соединительных и сетевых устройств т.е. концентраторов и сетевых адаптеров; 3) Высокая скорость передачи данных. Теоретически проводное Ethernet-соединение может предложить скорость передачи данных до 10 Гбит/с, при наличии кабеля Cat6. 4) Возможность использования различных типов кабеля и схем прокладки кабельной системы; 5) Надежность соединения, обусловленная меньшим количеством помех по сравнению с беспроводными сетями [2, c. 78]. Недостатки сети Ethernet: 1) В сильно загруженной сети происходит снижение реальной скорости передачи данных, вплоть до ее остановки; 2) При обрыве кабеля отказывает весь сегмент ЛВС, поэтому достаточно сложно найти неисправный узел или участок сети Беспроводная локальная сеть (англ. Wireless Local Area Network; WLAN) - локальная сеть, построенная на основе беспроводных технологий. Наиболее распространённым на сегодняшний день способом построения беспроводной локальной вычислительной сети является Wi-Fi. Wi-Fi это технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11. Wi-Fi был создан в 1998 году в лаборатории радиоастрономии CSIRO.  Рис.4. Беспроводная локальная вычислительная сеть Wi-Fi В сетях WLAN беспроводные устройства подключаются к точкам доступа в пределах определенной, ограниченной зоны. Точки доступа, как правило, подключаются к сети с помощью медных кабелей. Радиус покрытия (диапазон действия) типичных систем WLAN варьируется от 30 до 50 м в помещении. Принцип работы беспроводной сети Wi-Fi построен на использовании радиоволн. Беспроводная сеть Wi-Fi работает на частотах 2,4 ГГц или 5 ГГц. Скорость передачи данных для оборудования, которое поддерживает стандарт 802.11b, не превышает 11 Мбит/с, а для оборудования, поддерживающего стандарт 802.11g, скорость передачи данных может доходить до 54 Mбит/с. Стандартом, который способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с является стандарт 802.11n. Существует два основных способа организации беспроводной локальной сети (WLAN) – это режимы инфраструктуры (Infrastructure Mode) и точка-точка (Adhoc). В беспроводной локальной сети, типа Infrastructure Mode, беспроводные устройства обмениваются данными между собой через точку доступа, т.е. Access Point. В этом случае Access Point используется в качестве центральной точки подключения беспроводных устройств. То есть идентификатор сети SSID (Service Set ID) передается точкой доступа с помощью специальных сигнальных пакетов. А беспроводные устройства, в свою очередь, подключаются к Access Point, используя ее идентификатор сети SSID, и обмениваются информацией между собой [1, c. 235]. В беспроводной локальной сети, функционирующей в режиме Adhoc, связь устанавливается непосредственно между устройствами, которые оборудованы Wi-Fi-адаптерами. Таким образом, в этом случае точка доступа вообще не используется. Режим «Adhoc» - это режим «точка-точка» (peer-to-peer). Иными словами, в беспроводной локальной сети в режиме Adhoc беспроводные сетевые адаптеры используется для объединения компонентов в единую сеть. Метод доступа к среде передачи данных, который используется в локальных беспроводных сетях - это метод множественного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий, или так называемых столкновений или ошибок наложения (CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). В этом методе коллизии выявляются косвенно. Метод CSMA/CA заключается в следующем. Сначала адаптер отправляет jam-сигнал, то есть сигнал преднамеренной помехи, информирующий о том, что станция хочет передавать данные, и только потом передает данные. После того как выслан сигнал, станция еще некоторое время находится в ожидании, а также, проверяет канал на наличие аналогичных jam-пакетов. Если таковой jam-пакет обнаружен, то есть другое устройство уже ведет вещание, станция находится в режиме ожидания, и затем процесс повторяется. Если никаких других чужих передач не обнаружено, станция передает свои данные до тех пор, пока все они не будут переданы. Особенностью метода является то что, даже если будет обнаружен чужой jam-пакет, это приведет не к коллизии при передаче данных, а лишь к коллизии jam-пакетов [6, c. 30].  Рис.5.Достоинства и недостатки Wi-Fi Преимущества сетевой технологии Wi-Fi: 1) Простота и дешевизна построения и реорганизации сети. Возможность разворачивания сети без использования кабеля, уменьшает стоимость организации и/или дальнейшего расширения сети; 2) Мобильность и удобство для пользователей, так как отсутствуют кабели, ограничивающие пользователя в выборе места подключения к сети; 3) Простота подключения пользователей, упрощение подключения происходит за счет отсутствия необходимости согласования параметров используемых кабелей, разъемов подключения и др. Недостатки Wi-Fi: 1) Низкая помехоустойчивость. Так как передача данных происходит через радиоэфир, то возможны помехи от других электрических устройств; 2) Низкая скорость передачи данных. Реальная скорость передачи в сети Wi-Fi зависит от наличия физических препятствий между устройствами, наличия помех от других электронных устройств, взаимного расположения устройств; 3) Неопределённость зоны покрытия. Достаточно сложно определить действительную зону покрытия так как на распространение сигнала беспроводной сети влияет множество факторов, например, затухание и отражение сигнала из-за различных препятствий (стен, предметов мебели и др.), помехи от других электронных приборов и электрической проводки, а также соседних беспроводных сетей; 4) Проблема «скрытого терминала». Проблема возникает, когда два или несколько узлов сети (абонентов) пытаются получить доступ к базовой станции (точке доступа) сети, но при этом не видят друг друга [1, c. 237]. Таким образом, мы рассмотрели сущность проводной и беспроводной сетей, выявили их преимущества и недостатки. Рассмотрели методы доступа к среде передачи данных, используемых в проводных и беспроводных сетях. В проводной сети Ethernet используется метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CD, а в беспроводной сети Wi-Fi метод множественного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий или столкновений CSMA/CA. Их отличие состоит в том, что при использовании метода CSMA/CA коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы (сигналы преднамеренной помехи). В итоге, происходит предотвращение коллизий пакетов данных. Таким образом, выбор технологии построения локальной вычислительной сети зависит, прежде всего, от условий в которых будет функционировать эта сеть и требований, выдвигаемых к ней. Для обеспечения наилучшего качества и более высокой скорости обмена информацией необходимо выбрать проводной способ. При необходимости более мобильного и удобного доступа к сети следует предпочесть беспроводную технологию. В плане безопасности и помехоустойчивости, преимущества принадлежит проводным технологиям. 2 Тенденции развития сетевых информационных технологий в России В современном мире развитие сетей связи не стоит на месте. В связи с ростом устройств для передачи информации, ставится вопрос о разработке новых более быстрых сетей. Необходимость в развертывании сети нового поколения возникает быстрее, чем это было раньше. Сейчас большую часть зоны покрытия составляет сеть 4G. Впервые новая сетевая технология была представлена в 2005 году, когда еще не было предпосылок для разработки новых технологий по передаче трафика. Главной целью создания сети являлось увеличение скорости. Однако не прошло и 5 лет, как в 2008 году было принято решение о разработке программы исследования в области сети 5G. Основой для нее является приветствующая ей сеть 4G [5, c. 101]. Первая коммерческая сеть формата 5G была запущена в Финляндии в 2018 году. В России сеть 5 поколения была запущена в августе 2019 года в Москве в районе ВДНХ, партнерской программой «МТС» и Huawei. Быстрыми темпами внедрение технологии происходит в азиатских странах, таких как Япония, Китай, Корея и т.д. Планируется, что сеть 5G будет иметь скорость загрузки в 10 раз выше, чем та, которая существует сейчас. Принцип построения основан на радиопокрытии. Аналитики прогнозируют, что к 2025 году в России по сетям 5G будет передаваться треть мобильного трафика. В настоящее время, на использование 2G и 3G сетей приходится четвертая часть всех абонентов (рисунок 6). Таким образом, к 2025 году число этих сетей станет почти незаметной. В последние годы наблюдается рост интернет-вещей, что свидетельствует о росте интернеттрафика (рисунок 7).  Рис. 6. Развитие мобильной связи Исходя из этого, можно сделать вывод, что после запуска новой сети произойдет еще большее увеличение количества устройств. Можно выделить два вида роста сети: - переход установившегося трафика в сеть 5 поколения; - трафик, который будет создавать новые сервисы, предназначенные для новых сетей.  Рис. 7. Использование Internet на различных устройствах Развитие технологий 5 поколения в России происходит в рамках национальной программы «Цифровая экономика», в соответствии с которой, к 2022 году планируется обеспечить коммерческое использование сети в 5 городах-миллионниках, а к 2024 году – в 15 городах [3]. В теории выделяют 3 варианта строительства новых сетей: - каждый из операторов строит собственную сеть; - 50-70% операторы строят совместно, а остальная часть принадлежит каждому в отдельности; - создание единого оператора. Первый вариант считается наиболее затратным, а последний – наиболее выгодным для всех операторов. Еще не запустив в работу сети 5 поколения, ученые задумались о создании сетей 6 поколения. В результате чего, начиная с конца 2018 года, ведутся разработки мобильной связи 6 поколения, в сетях которого предполагается использовать терагерцовые диапазоны. Исследователи из Токио установили рекорд скорости с использованием данного диапазона, которая составила 3Гбит/сек. Такие диапазоны не являются ионизирующими, а, следовательно, не наносят вреда здоровью. В ноябре 2019 года китайские ученые официально приступили к разработке и исследованию сетей 6G. В этом же периоде в КНР появилось коммерческое применение сетей 5G. К середине 2019 года сеть 6G не имела официальных стандартов, а большая часть исследований находятся в теоретической стадии. Планируется, что сети 6 поколения будут развернуты не раньше 2030 года. Китайские ученые выдвигают предположение, что сети 6G смогут иметь покрытие даже под водой, не говоря о суше [5, c. 129]. В середине 2019 года корпорация Samsung начала изучение сети 6 поколения. С этой целью был сформирован центр исследований в области передовых технологий. Разработкой сетей 6G будут заниматься ученые, которые участвовали в создании технологии 5 поколения. Проблемой организации сети 5 поколения в России является то, что диапазон 3,4-3,8 ГГц, принадлежит военным, которые не хотят отдавать данный диапазон. Однако, на терагерцовый диапазон в настоящее время никто не претендует, что дает больше возможностей для развития сетей 6 поколения. Существует вероятность, что развитие сетей 5 поколения израсходуется большого объема затрат, а, следовательно, развертывания следующего поколения будет затруднено. По мнению исследователей, сети 6 поколения, которые будут занимать широкие полосы частот, приведут к замещению телекоммуникаций, например, цифрового телерадиовещания. Также Южнокорейский институт передовых технологий заключил договор о сотрудничестве с компанией LG. С целью обеспечения устойчивости цифровой экономики необходимо накопление собственной компетенции в сфере сетей сотовой связи в стране, в частности именно телекоммуникации считаются основой информационной инфраструктуры с целью внедрения услуг и сервисов. Специалисты кроме этого отмечают значимость организации долгосрочных фундаментальных и прикладных исследований согласно вопросам развития сетей и возможностям развития новых радиоинтерфейсов 6 поколения [6, c. 30]. В соответствии с международным опытом требуется финансирование исследований и разработок за счет государственных средств, а также привлечение отечественных компаний и вузов в качестве участников. Планируется, что сеть 6 поколения позволит обеспечить техническими преимуществами работу искусственного интелекта. Таким образом, когда только была внедрена технология 4 поколения, уже стоял вопрос об исследовании и разработке 5G сетей. В настоящее время, уже стоит вопрос о необходимости разработки сетей 6 поколения. Заключение Информационные технологии - процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации способы осуществления таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ); приёмы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных (ГОСТ 34.003-90); ресурсы, необходимые для сбора, обработки, хранения и распространения информации (ISO/IEC 38500:2008). Значение информационных технологий в экономике сегодня является одной из самых популярных тем для исследования. Это результат того, что сегодня мы живем в эпоху компьютерных технологий, используемых нами повсеместно. Поэтому экономистам нужно знать и уметь правильно применять информационные технологии. Использование информационных технологий в экономике включает в себя сбор, обработку, хранение и передачу больших массивов экономической информации. Современное человеческое общество уже не сможет представить свою жизнь без компьютеров и информационных технологий. Информационные технологии позволяют искать, хранить обрабатывать хранить и передавать информацию посредством средств вычислительной техники. Для передачи данных между компьютерами используются компьютерные сети передачи данных. В современном мире развитие сетей связи не стоит на месте. В связи с ростом устройств для передачи информации, ставится вопрос о разработке новых более быстрых сетей. Необходимость в развертывании сети нового поколения возникает быстрее, чем это было раньше. Развитие технологий 5 поколения в России происходит в рамках национальной программы «Цифровая экономика», в соответствии с которой, к 2022 году планируется обеспечить коммерческое использование сети в 5 городах-миллионниках, а к 2024 году – в 15 городах. Список литературы Завиваев Н.С. Информатизация общества, как основа глобальной конкурентоспособности / Н. С. Завиваев, Д. В. Проскура, Е. А. Шамин // Азимут научных исследований: экономика и управление. - 2016. - Т. 5. - № 2 (15). - С. 234-237. Информационные технологии (для экономиста): уч. пособие / под общей ред. А.К. Волкова, Л.П. Гаврилов. - М.: Инфра-м, 2018. – 319 с. Национальный проект «Цифровая экономика» [Электронный ресурс]. - URL: https://digital.gov.ru/ru/activity/directions/858/ (дата обращения: 06.03.2020). Олифер В. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов / В. Олифер, Н. Олифер. - 5-е изд. – СПб.: Питер, 2016. – 992 с. Тихвинский В.О. Сети мобильной связи 5G: технологии, архитектура и услуги / В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, В.А. Коваль - М: Медиа Паблишер, 2019. – 375 c. Фролов Р.Н. Новая цифровая экономика: проблемы становления и перспективы развития / Р. Н. Фролов // Современное развитие России в условиях новой цифровой экономики: материалы II Международной научно-практической конференции. – Краснодар: Диапазон-В, 2018. – С. 28-31. азмещено на Allbest.ru |
